redis 数据库

 一 概述

 　　redis是一种nosql数据库,他的数据是保存在内存中，同时redis可以定时把内存数据同步到磁盘，即可以将数据持久化，并且他比memcached支持更多的数据结构(string,list列表[队列和栈],set[集合],sorted set[有序集合],hash(hash表))。相关参考文档：http://redisdoc.com/index.html

二 redis 使用场景

1. 登录会话存储：存储在redis中，与memcached相比，数据不会丢失。
2. 排行版/计数器：比如一些秀场类的项目，经常会有一些前多少名的主播排名。还有一些文章阅读量的技术，或者新浪微博的点赞数等。
3. 作为消息队列：比如celery就是使用redis作为中间人。
4. 当前在线人数：还是之前的秀场例子，会显示当前系统有多少在线人数。
5. 一些常用的数据缓存：比如我们的BBS论坛，板块不会经常变化的，但是每次访问首页都要从mysql中获取，可以在redis中缓存起来，不用每次请求数据库。
6. 把前200篇文章缓存或者评论缓存：一般用户浏览网站，只会浏览前面一部分文章或者评论，那么可以把前面200篇文章和对应的评论缓存起来。用户访问超过的，就访问数据库，并且以后文章超过200篇，则把之前的文章删除。
7. 好友关系：微博的好友关系使用redis实现。
8. 发布和订阅功能：可以用来做聊天软件。

三 redis 和 memcached 比较

	memcached	redis
类型	纯内存数据库	内存磁盘同步数据库
数据类型	在定义value时就要固定数据类型	不需要
虚拟内存	不支持	支持
过期策略	支持	支持
存储数据安全	不支持	可以将数据同步到dump.db中
灾难恢复	不支持	可以将磁盘中的数据恢复到内存中
分布式	支持	主从同步
订阅与发布	不支持	支持

四 redis 在 Ubuntu 系统中的安装与启动

1. 安装

sudo apt-get install redis-server

2. 卸载

sudo apt-get purge --auto-remove redis-server

3.启动：redis 安装后，默认会自动启动，可以通过以下命令查看

ps aux|grep redis

　　如果自己手动启动，通过以下命令进行启动：

sudo service redis-server start

4. 停止

sudo service redis-server stop

　　

五 对 redis 的操作

　　对redis的操作可以用两种方式，第一种方式采用redis-cli，第二种方式采用编程语言，比如Python、PHP和JAVA等。

1. 使用 redis-cli 对 redis 进行字符串操作

2. 启动redis

sudo service redis-server start

3. 连接上redis-server

redis-cli -h [ip] -p [端口]

4. 添加

set key value
  如：
set username xiaotuo

　　将字符串值value关联到key。如果key已经持有其他值，set命令就覆写旧值，无视其类型。并且默认的过期时间是永久，即永远不会过期。

5. 删除

del key
如：
del username

6. 设置过期时间

expire key timeout(单位为秒)

7. 查看过期时间

ttl key
如：
ttl username

8.查看当前redis中的所有key

keys *

9. 列表操作

• 在列表左边添加元素：lpush key value
  • 将值value插入到列表key的表头。如果key不存在，一个空列表会被创建并执行lpush操作。当key存在但不是列表类型时，将返回一个错误。
• 在列表右边添加元素：rpush key value
  • 将值value插入到列表key的表尾。如果key不存在，一个空列表会被创建并执行RPUSH操作。当key存在但不是列表类型时，返回一个错误。
• 查看列表中的元素：lrange key start stop
  • 返回列表key中指定区间内的元素，区间以偏移量start和stop指定,如果要左边的第一个到最后的一个lrange key 0 -1。
• 移除列表中的元素
  • 移除并返回列表key的头元素：lpop key
  • 移除并返回列表的尾元素：rpop key
  • 移除并返回列表key的中间元素：lrem key count value
    • 将删除key这个列表中，count个值为value的元素
• 指定返回第几个元素：lindex key index
  • 将返回key这个列表中，索引为index的这个元素。
• 获取列表中的元素个数

llen key
如：
llen languages

• 删除指定的元素

lrem key count value
如：
lrem languages 0 php

　　根据参数 count 的值，移除列表中与参数 value 相等的元素。count的值可以是以下几种

• • count > 0：从表头开始向表尾搜索，移除与value相等的元素，数量为count
  • count < 0：从表尾开始向表头搜索，移除与 value相等的元素，数量为count的绝对值
  • count = 0：移除表中所有与value 相等的值

10. set集合的操作 

• 添加元素

sadd set value1 value2....
如：
sadd team xiaotuo datuo

• 查看元素

smembeers set
如：
smembers team

• 移除元素

srem set member...
如：
srem team xiaotuo datuo

• 查看集合中的元素个数

scard set
如：
scard team1

• 获取多个集合的交集

sinter set1 set2
如：
sinter team1 team2

• 获取多个集合的并集

sunion set1 set2
如：
sunion team1 team2

• 获取多个集合的差集

sdiff set1 set2
如：
sdiff team1 team2

11. hash哈希操作 

• 添加一个新值

hset key field value
如：
hset website baidu baidu.com

　　将哈希表key中的域field的值设为value。
如果key不存在，一个新的哈希表被创建并进行 HSET操作。如果域 field已经存在于哈希表中，旧值将被覆盖。

• 获取哈希中的field对应的值

hget key field
如：
hget website baidu

• 删除field中的某个field

hdel key field
如：
hdel website baidu

• 获取某个哈希中所有的field和value

hgetall key
如：
hgetall website

• 获取某个哈希中所有的field

hkeys key
如：
hkeys website

• 获取某个哈希中所有的值

hvals key
如：
hvals website

• 判断哈希中是否存在某个field

hexists key field
如：
hexists website baidu

• 获取哈希中总共的键值对

hlen field
如：
hlen website

12. 事务操作

　　Redis事务可以一次执行多个命令，事务具有以下特征

• 隔离操作：事务中的所有命令都会序列化、按顺序地执行，不会被其他命令打扰。
• 原子操作：事务中的命令要么全部被执行，要么全部都不执行
• 开启一个事务

multi

　　以后执行的所有命令，都在这个事务中执行的。

• 执行事务

exec

　　会将在multi和exec中的操作一并提交。

• 取消事务

discard

　　会将multi后的所有命令取消。

• 监视一个或者多个key

watch key...

　　监视一个(或多个)key，如果在事务执行之前这个(或这些) key被其他命令所改动，那么事务将被打断。

• 取消所有key的监视

unwatch

13. 发布/订阅操作

• 给某个频道发布消息

publish channel message

• 订阅某个频道的消息

subscribe channel

14. 持久化 

　　redis提供了两种数据备份方式，一种是RDB，另外一种是AOF，以下将详细介绍这两种备份策略：

	RDB	AOF
开启关闭 | 开启	默认开启。关闭：把配置文件中所有的save都注释，就是关闭了	开启：在配置文件中appendonly yes即开启了aof，为no关闭。
同步机制	可以指定某个时间内发生多少个命令进行同步。比如1分钟内发生了2次命令，就做一次同步。	每秒同步或者每次发生命令后同步
存储内容	存储的是redis里面的具体的值	存储的是执行的更新数据的操作命令
存储文件的路径	根据dir以及dbfilename来指定路径和具体的文件名	根据dir以及appendfilename来指定具体的路径和文件名
优点	（1）存储数据到文件中会进行压缩，文件体积比aof小。（2）因为存储的是redis具体的值，并且会经过压缩，因此在恢复的时候速度比AOF快。（3）非常适用于备份。	（1）AOF的策略是每秒钟或者每次发生写操作的时候都会同步，因此即使服务器故障，最多只会丢失1秒的数据。（2）AOF存储的是Redis命令，并且是直接追加到aof文件后面，因此每次备份的时候只要添加新的数据进去就可以了。（3）如果AOF文件比较大了，那么Redis会进行重写，只保留最小的命令集合。
缺点	（1）RDB在多少时间内发生了多少写操作的时候就会出发同步机制，因为采用压缩机制，RDB在同步的时候都重新保存整个Redis中的数据，因此你一般会设置在最少5分钟才保存一次数据。在这种情况下，一旦服务器故障，会造成5分钟的数据丢失。（2）在数据保存进RDB的时候，Redis会fork出一个子进程用来同步，在数据量比较大的时候，可能会非常耗时。	（1）AOF文件因为没有压缩，因此体积比RDB大。（2）AOF是在每秒或者每次写操作都进行备份，因此如果并发量比较大，效率可能有点慢。（3）AOF文件因为存储的是命令，因此在灾难恢复的时候Redis会重新运行AOF中的命令，速度不及RDB。

　　更多知识参考: http://redisdoc.com/topic/persistence.html#redis 

15. 安全　

　　在配置文件中，设置requirepass password，那么客户端连接的时候，需要使用密码：

> redis-cli -p 127.0.0.1 -p 6379
redis> set username xxx
(error) NOAUTH Authentication required.
redis> auth password
redis> set username xxx
OK

　　

六 Python 操作 redis

• 安装python-redis：pip install redis
• 新建一个文件比如redis_test.py，然后初始化一个redis实例变量，并且在ubuntu虚拟机中开启redis。比如虚拟机的ip地址为192.168.174.130。示例代码如下：

# 从redis包中导入Redis类
from redis import Redis
# 初始化redis实例变量
xtredis = Redis(host='192.168.174.130',port=6379)

• 对字符串的操作：操作redis的方法名称，跟之前使用redis-cli一样，现就一些常用的来做个简单介绍，示例代码如下(承接以上的代码)

# 添加一个值进去，并且设置过期时间为60秒，如果不设置，则永远不会过期
xtredis.set('username','xiaotuo',ex=60)
# 获取一个值
xtredis.get('username')
# 删除一个值
xtredis.delete('username')
# 给某个值自增1
xtredis.set('read_count',1)
xtredis.incr('read_count')  # 这时候read_count变为2
# 给某个值减少1
xtredis.decr('read_count') # 这时候read_count变为1

• 对列表的操作：同字符串操作，所有方法的名称跟使用redis-cli操作是一样的：

# 给languages这个列表往左边添加一个python
xtredis.lpush('languages','python')
# 给languages这个列表往左边添加一个php
xtredis.lpush('languages','php')
# 给languages这个列表往左边添加一个javascript
xtredis.lpush('languages','javascript')

# 获取languages这个列表中的所有值
print xtredis.lrange('languages',0,-1)
> ['javascript','php','python']

• 对集合的操作：

# 给集合team添加一个元素xiaotuo
xtredis.sadd('team','xiaotuo')
# 给集合team添加一个元素datuo
xtredis.sadd('team','datuo')
# 给集合team添加一个元素slice
xtredis.sadd('team','slice')

# 获取集合中的所有元素
xtredis.smembers('team')
> ['datuo','xiaotuo','slice'] # 无序的

• 对哈希(hash)的操作：

# 给website这个哈希中添加baidu
xtredis.hset('website','baidu','baidu.com')
# 给website这个哈希中添加google
xtredis.hset('website','google','google.com')

# 获取website这个哈希中的所有值
print xtredis.hgetall('website')
> {"baidu":"baidu.com","google":"google.com"}

• 事务(管道)操作：redis支持事务操作，也即一些操作只有统一完成，才能算完成。否则都执行失败，用python操作redis也是非常简单，示例代码如下：

# 定义一个管道实例
pip = xtredis.pipeline()
# 做第一步操作，给BankA自增长1
pip.incr('BankA')
# 做第二步操作，给BankB自减少1
pip.desc('BankB')
# 执行事务
pip.execute()

　　以上便展示了python-redis的一些常用方法，如果想深入了解其他的方法，可以参考python-redis的源代码（查看源代码pycharm快捷键提示：把鼠标光标放在import Redis的Redis上，然后按ctrl+b即可进入）。